【摘 要】
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以在1100℃及1 Pa条件退火处理爆轰纳米金刚石(平均晶粒尺寸约5 nm)制备的碳纳米葱(OLC,平均晶粒尺寸约6.5 nm)为原料,在500～1400℃、4～6 GPa、5～30 min条件烧结合成了无添加剂纳米聚晶金刚石(NPCD)块体.采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、高分辨率透射电镜表征了其微观形貌与结构,测量了金刚石的晶粒尺寸、密度和维氏硬度.结果表明,高温高压烧结后,OLC颗粒转变为
【机 构】
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亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,燕山大学机械工程学院,河北,秦皇岛 066004
【出 处】
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第9届中国金刚石相关材料及应用学术研讨会
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以在1100℃及1 Pa条件退火处理爆轰纳米金刚石(平均晶粒尺寸约5 nm)制备的碳纳米葱(OLC,平均晶粒尺寸约6.5 nm)为原料,在500～1400℃、4～6 GPa、5～30 min条件烧结合成了无添加剂纳米聚晶金刚石(NPCD)块体.采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、高分辨率透射电镜表征了其微观形貌与结构,测量了金刚石的晶粒尺寸、密度和维氏硬度.结果表明,高温高压烧结后,OLC颗粒转变为金刚石,同时金刚石颗粒长大连接形成D-D型NPCD块体.NPCD块体中含有金刚石、石墨、无定形碳.NPCD块体内存在大量纳米孪晶.烧结温度1200℃、烧结压力5.5 GPa、烧结时间15 min时,NPCD的平均晶粒尺寸、密度和维氏硬度均达到最大,分别为10.7 nm、2.70 g/cm3和32 GPa.烧结温度对NPCD的晶粒尺寸、密度、维氏硬度影响最大；而烧结压力对NPCD的晶粒尺寸、密度、维氏硬度影响最小.高温高压烧结过程中,温度迫使OLC的石墨层由内而外破裂形成金刚石颗粒.在外部压力作用下,相邻OLC通过破裂悬键连接转变为金刚石大颗粒,金刚石大颗粒通过D-D键键合形成NPCD块体.
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